2.3 Дифференциальная теплота в процессе теплообмена при граничных условиях I рода
Последовательность выполнения расчета дифференциальной теплоты:
1 Для древесины заданной породы, влажности и средней температуры определить: плотность, удельную теплоемкость, коэффициент теплопроводности и коэффициент температуропроводности древесины (вычисления аналогичны приведенным в п. 2.1).
2 Для заданных значений времени нагревания: τ1, τ2, τ3 и т.д. рассчитать величины значений критерия Фурье (формула 2.6).
3 Учитывая форму
сортимента, с помощью диаграммы,
представленной на рисунке 7, по вычисленным
значениям критерия Фурье, определить
значения критерия интенсивности
изменения энтальпии
.
Рисунок 7 - Диаграмма критерия интенсивности изменения
энтальпии при граничных условиях I рода
4 Рассчитать
значения дифференциальной теплоты
для заданных моментов времени по формуле
.
(2.10)
5 Построить график изменения дифференциальной теплоты во времени, т.е. = f(τ).
2.4 Дифференциальная теплота в процессе теплообмена при граничных условиях III рода
Последовательность расчета:
1 Для заданной породы, влажности и средней температуры определить: плотность, удельную теплоемкость, коэффициент теплопроводности, коэффициент температуропроводности (последовательность вычислений приведена в 2.1) и коэффициент теплообмена (формула 2.8).
2 Вычислить значение критерия Био (формула 2.9).
3 Для заданных значений времени: τ1, τ2, τ3 и т.д. рассчитать величины значений критерия Фурье (формула 2.6).
4 По диаграмме (рисунок 8) определить значения критерия интенсивности изменения энтальпии .
5 Рассчитать значения дифференциальной теплоты для заданных моментов времени по формуле (2.10).
6 Построить график изменения дифференциальной теплоты во времени, т.е. = f(τ).
.
а
б
Рисунок 8 - Диаграмма критерия интенсивности изменения
энтальпии при граничных условиях III рода: а - для цилиндра,
б - для пластины
2.5 Диаграмма состояния влажного воздуха
Состояние влажного воздуха определяется следующими параметрами.
Парциальное давление - это давление того или иного компонента в смеси газов, которое имел бы данный компонент при удалении из объема, занимаемого смесью, всех остальных газов. В соответствии с законом Дальтона атмосферное давление воздуха ра представляется следующей суммой
,
(2.11)
где
-
парциальное давление сухой части
воздуха, кПа;
- парциальное
давление водяного пара, кПа.
Давление насыщения рн - это максимальная величина парциального давления пара при данной температуре.
Абсолютная влажность воздуха ρп - количество килограммов пара, содержащегося в 1 м3 влажного воздуха.
Влагоёмкость воздуха ρн – максимально возможное при данной температуре содержание водяного пара в воздухе.
Относительная влажность воздуха φ, %, (степень насыщенности влажного воздуха) определяется из соотношения
.
.
(2.12)
Влагосодержание d, г/кг, – масса водяного пара, в граммах, приходящаяся на 1 кг сухой части воздуха.
Энтальпия воздуха (теплосодержание) h – это суммарное количество теплоты 1 кг сухой части воздуха iв и содержащегося в нем водяного пара iп. Это суммарное количество теплоты исчисляют по отношению к 1 кг сухой части воздуха (кДж/кг).
С влажным воздухом происходят процессы, в ходе которых изменяется его состояние. Например, охлаждения воздуха о сухую поверхность или процесс испарения в воздух влаги и т.п. Критические состояния воздуха в ходе этих процессов характеризуют следующие параметры.
Температура точки росы tр. - температура, при которой воздух, охлаждаясь от соприкосновения с сухой поверхностью, достигает состояния насыщения.
Температура предела охлаждения tп.о - температура, при которой воздух, испаряя влагу, достигает состояния насыщения.
С помощью hd – диаграммы (Приложение А) необходимо научиться следующему:
1Определять состояние воздуха при нагревании, охлаждении, и испарении в воздух влаги.
2 По показаниям психрометра определять состояние влажного воздуха и какая при этих параметрах будет устанавливаться величина равновесной влажности древесины.
3 По известным параметрам воздуха определять температуру точки росы.
Каждому студенту выдается индивидуальное задание для решения задачи с помощью hd – диаграммы.